CN106549367B - 一种用于母联ct异常的母线差动保护方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于母联CT异常的母线差动保护方法和装置，所述方法或装置包括：判断母联CT是否异常的步骤或单元；若母线大差判别母线区内故障，根据母联CT异常判断情况，确定母线保护方法的步骤或单元；其中，若母联CT出现异常，依靠母线大差保护动作瞬时断开发生CT异常的母联断路器，母联断路器跳开后，再由各段母线小差准确选择跳开故障母线。按照本发明的用于母联CT异常的母线差动保护方法和装置，可以快速解列故障母线和非故障母线，并在系统稳定允许的时间范围内隔离故障，避免了母联CT异常后发生母线区内故障时，各段母线小差保护跳开非故障母线的情况，减小了负荷损失，保证了供电可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于母联CT异常的母线差动保护方法和装置，属于电力系统继电保护技术领域。
背景技术
随着电网结构的日渐紧密，电网的稳定运行显得尤其重要。220kV以下系统母线一般采用双母线(含双母双分和双母单分)接线，如图1所示，I母与II母之间通过母联断路器连接，I母与II母上通过相应断路器连接供电间隔。双母线接线方式下最大的技术特点是运行灵活性高，当一段母线检修或者发生故障时，可利用另一段母线继续供电，任一段母线退出运行后，均不影响供电可靠性。
智能变电站微机母线差动保护配置由母线大差和各段母线小差组成。母线大差由母线上除母联外的所有支路构成，各段母线小差由该段母线上的所有支路(包括母联)构成。母线大差作为保护启动元件，用于区分母线区内故障与母线区外故障，母线小差作为选择元件，用于判别故障母线。母线大差和各段母线小差同时动作时，母线保护选择跳开故障母线。例如，发明专利“实现GIS故障精准切除及自动恢复供电的母线保护算法”(公布号：CN104868451 A)公开了一种实现GIS故障精准切除及自动恢复供电的母线保护算法，在发生母线区内故障时，母线大差和各段母线小差动作，母线保护跳开母线连接所有元件并远跳线路对侧断路器。
系统发生母线区内故障时，母联CT的异常会造成各段母线小差计算电流中的母联电流异常，进而导致各段母线小差的差流计算不准确，无法正确选择故障母线。为保证可靠隔离故障、保证电力系统稳定性，以往通常做法是母联CT异常后，选择将两段母线强制互联为一段母线，任一段母线发生区内故障时，均跳开两段母线上所有支路。尽管可靠隔离了故障，但严重影响供电可靠性，损失了多余的负荷，带来了一系列的经济损失和社会不良影响。所以，母联CT异常后如何可靠隔离故障，在保证电力系统稳定性的同时，又能保证供电可靠性成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于母联CT异常的母线差动保护方法和装置，用于解决因母联CT异常导致故障母线和非故障母线同时切除，即失去选择性的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于母联CT异常的母线差动保护方法，方法方案一：包括
步骤1，判断母联CT是否异常；
步骤2，若母线大差判别母线区内故障，根据母联CT异常判断情况，确定母线保护方式；其中，母联CT无异常情况下，直接运行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸；母联CT异常情况下，先断开母联断路器，再进行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸。
方法方案二：在方法方案一的基础上，所述步骤1中，获取保护检修压板状态和母联SV报文，判别保护检修压板状态和母联SV报文中检修位是否一致；若不一致，则判定母联电流检修状态异常，母联CT异常。
方法方案三：在方法方案一的基础上，所述步骤1中，获取母联CT电流采样序号、母联CT电流采样时间间隔以及母联CT电流采样数据；若母联CT电流的某一相采样存在异常，则判定母联电流采样异常，母联CT异常。
方法方案四：在方法方案一的基础上，所述步骤1中，获取所有运行支路的各相电流值；当母线大差判别无区内故障，各段母线小差判别均有差流，且各段母线小差的差流大小相等，母联三相电流不平衡、某相别电流为零，且电流为零的相别和母线小差判别有差流的相别相同，则判定母联CT断线，母联CT异常。
方法方案五：在方法方案一的基础上，所述步骤2中，发出跳开母联断路器指令后经100ms再进行各段母线小差判别。
为实现上述目的，本发明还提供了一种用于母联CT异常的母线差动保护装置，装置方案一：包括
用于判断母联CT是否异常的单元；
用于若母线大差判别母线区内故障，根据母联CT异常判断情况，确定母线保护方式的单元；其中，母联CT无异常情况下，直接运行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸；母联CT异常情况下，先断开母联断路器，再进行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸。
装置方案二：在装置方案一的基础上，所述用于判断母联CT是否异常的单元获取保护检修压板状态和母联SV报文，判别保护检修压板状态和母联SV报文中检修位是否一致，若不一致，则判定母联电流检修状态异常，母联CT异常。
装置方案三：在装置方案一的基础上，所述用于判断母联CT是否异常的单元获取母联CT电流采样序号、母联CT电流采样时间间隔以及母联CT电流采样数据，若母联CT电流的某一相采样存在异常，则判定母联电流采样异常，母联CT异常。
装置方案四：在装置方案一的基础上，所述用于判断母联CT是否异常的单元获取所有运行支路的各相电流值，当母线大差判别无区内故障，各段母线小差判别均有差流，且各段母线小差的差流大小相等，母联三相电流不平衡、某相别电流为零，且电流为零的相别和母线小差判别有差流的相别相同，则判定母联CT断线，母联CT异常。
装置方案五：在装置方案一的基础上，所述用于若母线大差判别母线区内故障，根据母联CT异常判别情况，确定母线保护方式的单元，发出跳开母联断路器指令后经100ms再进行各段母线小差判别。
本发明和现有技术相比的改进效果是：
本发明提出了一种用于母联CT异常的母线差动保护方法，若母线大差判别母线区内故障，根据母联CT异常判别结果，在母联CT异常情况下，并不立即进行各段母线小差运算，而是直接断开母联断路器，在断开母联断路器之后再进行各段母线小差运算；此时进行各段母线小差运算时，由于母联断路器上电流必定为零，因此母联CT的异常将不会影响各段母线小差运算的结果，母线小差运算结果可靠，可以准确选择出故障母线，从而快速、可靠隔离故障母线，保证供电可靠性。
附图说明
图1为双母线接线系统模型图；
图2为用于母联CT异常的母线差动保护方法的原理流程图；
图3为母联CT断线逻辑示意图；
图4为母联CT断线选相逻辑示意图。
具体实施方式
下面结合附图对上述步骤进行详细的介绍。
本发明提出了一种用于母联CT异常的母线差动保护方法，原理流程如图2所示，步骤如下：
步骤1，判断母联CT是否异常；
步骤2，若母线大差判别母线区内故障，根据母联CT异常判断情况，确定母线保护方式；其中，母联CT无异常情况下，直接运行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸；母联CT异常情况下，先断开母联断路器，再进行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸。
对于步骤1，其目的是用于判定母联CT是否异常，为步骤2中母线保护方式的选择提供判据。其中，母联CT异常情况判别包括三种情况：
(1)保护实时判别保护检修压板状态和母联SV报文中检修位是否一致，若二者不一致则判定母联电流检修状态异常，母联CT异常。
(2)保护按相实时判别母联CT电流采样序号、采样时间间隔以及采样数据变化情况，若某一相采样存在异常则母联CT异常。
(3)保护实时利用母线大差、各段母线小差以及母联负荷电流进行判断，若母线大差判别无母线区内故障，各段母线小差均有差流且各段母线小差的差流大小相等，并且母联三相电流不平衡、某相别电流为零，且电流为零的相别和母线小差判别有差流的相别相同，则判断为母联CT断线，母联CT异常。
情况(3)中，母联CT异常情况的判别主要是针对母联CT断线情况进行判定，母联CT断线判定逻辑示意如图3所示。图3中，Id为母线大差差流，Id1为I母小差差流，Id2为Ⅱ母小差差流，Iset为CT断线电流门槛。其中，若母线大差的差流Id小于CT断线门槛电流Iset，两段母线小差的差流Id1和Id2均大于CT断线门槛电流Iset，且两段母线差流大小相等，即Id1＝Id2，则判断母联CT断线。
进一步地，判断母联三相断线的相别。若三相电流不平衡、某一相负荷电流为零，即负荷电流小于无流门槛值，且负荷电流为零的相别和两段母线小差判别有差流的相别相同，则判断母联CT断线，且可精确判断出母联断线相别即为负荷电流为零的相别。以母联A相断线为例，母联CT断线选相逻辑示意如图4所示。若已判定母联CT断线，且三相电流Ia、Ib和Ic不平衡，A相负荷电流Ia小于无流门槛值0.04In，两段母线小差判别有差流的相别为A相，则可精确判定母联A相断线。其中，In为母联支路各相额定电流，Iset为CT断线电流门槛。
当然，上述判断母联CT是否异常的方法仅为一种具体的实施例，也可采用现有技术中的其他判断母联CT是否异常的方法，来判定母联CT是否异常，以为步骤2中的母线差动保护提供依据。
对于步骤2，其目的是选择母线进行跳闸保护。在母线大差判别母线区内故障后，若母联CT无异常，直接运行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸；若母联出现CT异常，向母联断路器发出跳闸命令100ms后再进行各段母线小差判别，根据判别结果进行跳闸保护。100ms的延时用于保证母联断路器确实断开，在保证母联断路器能够断开的情况下，也可采用其他合适的延时时间。
本发明还提出了一种用于母联CT异常的母线差动保护装置，包括：
用于判断母联CT是否异常的单元；
用于若母线大差判别母线区内故障，根据母联CT异常判断情况，确定母线保护方式的单元；其中，母联CT无异常情况下，直接运行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸；母联CT异常情况下，先断开母联断路器，再进行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸。
本发明所指的用于母联CT异常的母线差动保护装置，实际上是基于上述用于母联CT异常的母线差动保护方法的一种计算机解决方案，即一种软件构架，该软件可以运行于保护设备中。由于对上述方法的介绍已经足够清楚完整，故不再详细进行描述。
本领域技术人员在本发明技术构思的启发下，在不脱离本发明根据母联CT是否异常确定母线保护方法的情况下，上述母联CT是否异常判定方法的各种变形仍落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种用于母联CT异常的母线差动保护方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1，判断母联CT是否异常；
步骤2，若母线大差判别母线区内故障，根据母联CT异常判断情况，确定母线保护方式；其中，母联CT无异常情况下，直接运行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸；母联CT异常情况下，先断开母联断路器，再进行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸；母联CT是否异常的具体判断方法可采用以下三种方法中的任意一种：
方法一，在所述步骤1中，获取保护检修压板状态和母联SV报文，判别保护检修压板状态和母联SV报文中检修位是否一致；若不一致，则判定母联电流检修状态异常，母联CT异常；
方法二，在所述步骤1中，获取母联CT电流采样序号、母联CT电流采样时间间隔以及母联CT电流采样数据；若母联CT电流的某一相采样存在异常，则判定母联电流采样异常，母联CT异常；
方法三，在所述步骤1中，获取所有运行支路的各相电流值；当母线大差判别无区内故障，各段母线小差判别均有差流，且各段母线小差的差流大小相等，母联三相电流不平衡、某相别电流为零，且电流为零的相别和母线小差判别有差流的相别相同，则判定母联CT断线，母联CT异常。
2.根据权利要求1所述的一种用于母联CT异常的母线差动保护方法，其特征在于，所述步骤2中，发出跳开母联断路器指令后经100ms再进行各段母线小差判别。
3.一种用于母联CT异常的母线差动保护装置，其特征在于，包括：
用于判断母联CT是否异常的单元；
用于若母线大差判别母线区内故障，根据母联CT异常判断情况，确定母线保护方式的单元；其中，母联CT无异常情况下，直接运行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸；母联CT异常情况下，先断开母联断路器，再进行各段母线小差判别，选择故障母线跳闸；其中判断母联CT是否异常的单元进行母联CT是否异常判断的具体判断方法可采用以下三种方法中的任意一种：
方法一，所述用于判断母联CT是否异常的单元获取保护检修压板状态和母联SV报文，判别保护检修压板状态和母联SV报文中检修位是否一致，若不一致，则判定母联电流检修状态异常，母联CT异常；
方法二，所述用于判断母联CT是否异常的单元获取母联CT电流采样序号、母联CT电流采样时间间隔以及母联CT电流采样数据，若母联CT电流的某一相采样存在异常，则判定母联电流采样异常，母联CT异常；
方法三，所述用于判断母联CT是否异常的单元获取所有运行支路的各相电流值，当母线大差判别无区内故障，各段母线小差判别均有差流，且各段母线小差的差流大小相等，母联三相电流不平衡、某相别电流为零，且电流为零的相别和母线小差判别有差流的相别相同，则判定母联CT断线，母联CT异常。
4.根据权利要求3所述的一种用于母联CT异常的母线差动保护装置，其特征在于，所述用于若母线大差判别母线区内故障，根据母联CT异常判别情况，确定母线保护方式的单元，发出跳开母联断路器指令后经100ms再进行各段母线小差判别。
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